导语：连螺母都要从日本进口？中国的高铁，真的离不开日本？中国高铁进口日本螺丝

截止至今年1月份，中国的高铁运营里程，达到了4.2万公里，稳居世界第一。

但有人说，中国的高铁产业是大而不强，在世界第一的高铁里程背后，却存在连一颗螺母都要从日本进口的问题。

那么，这是真的吗？我们的高铁，真的需要从日本进口螺母？这种螺母又有何特异功能，至今都没能国产？

“永不松动的螺母”

目前，用在高铁上的日本螺母，是日本哈德洛克公司的产品，正式名字非常简单粗暴，就叫“Hard Lock”螺母，意思是硬锁螺母。日本人宣称，Hard Lock螺母是“永不松动的螺母”。

螺丝和螺母都是我们生活中常见的物品，一般用来连接、固定物体，被称为紧固件。

正常的螺丝、螺母，其实一般只要求拧紧之后不会轻易松动就行，比如说汽车轮子上的螺丝，但是在部分特殊场景中，用到的螺丝要求就要严苛得多，比如说铁路铁轨上的螺丝。

因为火车行驶的过程中，铁轨会发生振动，固定铁轨的螺丝，也会跟着振动。长年累月下来，即便是当初拧得再紧的螺母，都会逐渐松脱，轻则导致铁轨松动、变形，重则可能导致列车出轨。

最初的时候，解决方法是派人定期巡检，频繁拧紧铁轨上的螺母。这种方法并不是很好，随着各国的铁路线，铺得越来越长，每天巡逻、检查的时间和人力需求越来越大，光靠人力巡检，已经不可能排除每一颗螺母的隐患了。

在这种情况下，人们迫切需要一种，拧紧之后就尽可能不会松动的螺母。

最初的几种方法，要么是在螺母内加一段不锈钢丝，卡住螺母下滑的道路，来防止螺母的松动；要么是在螺母下面加弹簧、橡胶垫片，减轻振动；甚至是往螺栓上直接涂胶水。

但是这些方法都存在一定的缺陷：

首先是这些“加料”的螺母，安装、拆卸的过程，往往都会更加繁琐，增加了工作量；其次是，制造、生产这些“加料”螺母的成本也更高；最后，这些螺母虽然有防松动的效果。

但是这几个都属于治标不治本，在更严苛的环境、更长时间的使用中，还是会出现松动的现象。

1973年，日本的若林克彦，从家附近的神社牌坊中得到了灵感，发明了“Hard Lock”螺母。“Hard Lock”螺母的原理其实很简单，就是利用了传统建筑中的“卯榫结构”，把原本的一颗螺母，变成了上下两颗螺母。

上面的一颗螺母呈倒“凹”字形，下面的一颗螺母，呈“凸”字形，楔入上面的螺母中。再利用偏心加工的技术，把下面那颗螺母做成稍微向一侧倾斜的状态。

这样一来，发生振动的时候，下螺母，就会顶住上螺母，对上螺母产生向拧紧方向旋转的力。振动越频繁、越剧烈，上螺母反而拧得越紧，所以，日本人敢把它称为“永不松动的螺母”。

但实际上，就像世界上没有永动机一样，世界上也不存在真正的永不松动的螺母。Hard Lock并不是真的永不松动，只是相比于普通的螺母，它更难松动而已，一般间隔6个月左右，就要对Hard Lock螺母进行检测、补紧操作。

Hard Lock螺母诞生的时机非常好，当时正赶上日本高铁——“新干线”大规模建设的阶段，相比普通铁路，高铁的速度更快，对铁轨的要求也更高。所以Hard Lock螺母推出之后，迅速得到了认可，在新干线上得到了大规模的应用。

在2004年中国引进高铁技术的时候，Hard Lock螺母属于日本新干线的配套零部件之一，自然也被引进国内，并部署在中国高铁线路上。

那么，我们的高铁，真的至今也离不开日本吗？我们真的被一颗小小的螺母卡住了脖子？

中国高铁真的离不开日本螺母？

实际上，我们国内目前确实没有制造Hard Lock螺母的企业，而没有实现国产的原因，有造不了的因素，但更多的是我们并不想造。

Hard Lock螺母的原理其实很简单，制造难度也谈不上有多大。但真正麻烦的是，这种螺母想要实现“永不松动”，靠得是下螺母加工时的偏心量，刚好能够让上螺母拧紧。而不同的材质、不同的大小、不同的使用场景，偏心量都存在细微的差别。

不得不承认的是，日本人在这种精密加工领域，确实有天分和耐心。若林克彦的哈德洛克公司，在Hard Lock螺母上，潜心钻研了几十年。

凭借耐心和细致，他们掌握了各种情况下螺母加工偏心量，做到了即便将原理和图纸给别人，后来人都无法模仿的程度。

因为后来的模仿者，显然不可能再花几十年的时间去不断收集数据，积累经验。

所以，即便是Hard Lock螺母引进多年，国内也没有企业真正掌握大规模的生产技术。

那我们的高铁就真的离不开日本人的螺母了？

显然不是，在某一项细分领域钻研几十年，或许真的是日本人的强项，但是，日本人不明白的是，堵上了一条路，我们还可以换条路走。

Hard Lock螺母是很难松动，但难松动的螺母，不一定非得是Hard Lock螺母。

早在1980年代，上海铁路局就设计过一种防松螺母，这种螺母的底部，有一条凹槽，正好能嵌入扣件弹条。相当于螺母与外部的结构形成了卯榫结构，钉死在一起了，也能起到很好的防松效果。

虽然这种螺母后来因为安装比较麻烦，只能针对特定的弹条结构使用，没有得到推广，逐渐淡出了视野。

但在1990年代，我们很快又推出了新型的变牙型螺母。这种螺母的安装操作与普通的螺母几乎相同。

不同的是，这种螺母的螺纹不太规则，与螺丝上的螺纹形成了楔形结构，改变了传统螺母的受力方向，锁紧力是传统螺母的好几倍，并且在多次拧紧拧松之后，也能够保持原有的锁紧状态，这种螺母也就成为目前我国铁路上应用最广的防松螺母。

2001年，青藏铁路二期工程开工建设，青藏高原上恶劣的自然环境，对铁路和列车设备提出了更高的要求。

其中，对螺丝、螺母等紧固件的要求更是堪称苛刻。

首先是青藏高原上人烟稀少，很多路段都要经过大片的无人区，这就要求铁轨上的紧固件要在长时间无人维护的情况下，不发生松动；

其次是青藏高原上空气稀薄，空气保温效果更差，昼夜温差非常大，白天出太阳的时候，铁轨上温度能达到30度，晚上却又会降到零度以下。如何在剧烈的温度变化下，保证螺母不松脱，也是一个难题。

针对这种情况，2002年，我们又开发了一种新型的防松螺母：自锁型螺母。

这种螺母由一个螺母和一个垫片组成，螺母和垫片之间摩擦力非常强，形成了锁定的状态。

它只能拧紧，不能拧松，只有在解除垫片锁定之后，才能卸下来，安装上去之后就几乎不怎么需要维护了。并且有了垫片的缓冲之后，它的抗震能力也更强，非常适合青藏铁路沿线使用。

而青藏铁路开通至今已经快20年了，也没有发生一起因为螺母松动导致的事故，足以证明这种螺母性能的优异。

除此之外，我们还有完全由中国人发明的唐氏螺丝，这种螺丝采用了特殊的螺纹，它可以让螺母顺时针拧进去，也可以让它逆时针拧出来；反过来逆时针拧进去，顺时针拧出来也可以。

而且使用方法也简单，只要按相反的顺序拧进去两颗螺母，上面的螺母松动了想顺时针滑下来，下面的螺母就会将它拧死。

与这些螺母相比，Hard Lock螺母虽然在防松性能上要好一点，但是它通用性太差，偏心加工导致制造成本更高，综合性能并没有什么优势。

从一颗螺母，看中国高铁发展

既然如此，那为什么我们的高铁还要用日本的螺母？

这就要提到，我们的高铁技术引进时的故事了，2004年，铁道部决定从国外引进高铁技术，按照“引进-吸收-消化”三步走的战略，逐渐实现高铁的国产化。

我们引进高铁技术的时候，采取的策略是同时引进了日本新干线、法国阿尔斯通、德国西门子三家的技术，让他们同台竞技。

这其中，日本新干线的技术，主要由中车集团青岛四方机车公司承接。因为日本新干线的原型车上，用的螺母，就是Hard Lock螺母，中车青岛公司，自然也沿袭了这一习惯。

而另外两家承接法国、德国技术的中车长春客车、中车唐山公司，就从来没有用到过Hard Lock螺母了。

之后，我们又博采三家之所长，研制出了拥有完全独立知识产权的国产高铁——复兴号。

如今中国高速动车组的重要标准超过250项，其中中国自己的标准标准高达84%。

而复兴号上的整体设计、车体、转向架、牵引、制动等等关键技术，都是我国自主研发的，更谈不上用日本螺母的事情了。

所以，Hard Lock螺母在我们高铁上的应用，其实只局限在早期从日本引进的型号，以及后续的改进型上，实际占比还不到1%。

事实上，与其担心中国高铁会被日本螺母卡住脖子，不如担心日本螺母会不会被中国高铁断了生路。

今年1月28日，印尼交通部长参观了印尼雅万高铁项目，这一项目预计将在今年6月份正式开通，这标志着中国高铁已经有能力对外输出了。

而另一边，日本新干线的出口项目——印度高铁，在几次延期之后，至今还没有完成征地工作，已经变成了一个天坑。

再加上，日本的新干线近年来面临大规模亏损的问题，已经裁撤掉多条铁路线。作为新干线的配套部件，Hard Lock螺母的市场正在变得越来越窄，日子并不好过。

高铁、汽车、飞机，中国在这些万亿产业逐渐实现突破，日本等发达国家，靠着一颗螺母收割我们的日子，已经一去不复返了。